JPS6069735A - 加算器 - Google Patents

加算器

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Publication number
JPS6069735A
JPS6069735A JP17743183A JP17743183A JPS6069735A JP S6069735 A JPS6069735 A JP S6069735A JP 17743183 A JP17743183 A JP 17743183A JP 17743183 A JP17743183 A JP 17743183A JP S6069735 A JPS6069735 A JP S6069735A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
carry
group
signal
adder
carry signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP17743183A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshio Kachi
加地 善男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
Priority to JP17743183A priority Critical patent/JPS6069735A/ja
Publication of JPS6069735A publication Critical patent/JPS6069735A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F7/00—Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
    • G06F7/38—Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation
    • G06F7/48—Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation using non-contact-making devices, e.g. tube, solid state device; using unspecified devices
    • G06F7/50—Adding; Subtracting
    • G06F7/505—Adding; Subtracting in bit-parallel fashion, i.e. having a different digit-handling circuit for each denomination
    • G06F7/506—Adding; Subtracting in bit-parallel fashion, i.e. having a different digit-handling circuit for each denomination with simultaneous carry generation for, or propagation over, two or more stages
    • G06F7/507—Adding; Subtracting in bit-parallel fashion, i.e. having a different digit-handling circuit for each denomination with simultaneous carry generation for, or propagation over, two or more stages using selection between two conditionally calculated carry or sum values

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は加算器に関し、特に、多数桁の高速並列加算器
の回路購成に関する。
従来、高速化?目的とした加算器には1桁上げ先見(c
arry 1ook ahe、ad 以下CLAと称す
〕加算器と呼ばれる各ビットの桁上げ信号(carry
 )tあらかじめめておき、その結果と各ビットとt加
え合せる方法が最も一般的で広く用いられている。
しかし、4桁程度の語長ならば桁上げ信号生成に要する
論理回路規模もそれ程複雑になる事もないが、桁数が多
くなるに従って複雑さが増し、その生成に要する時間も
犬すく、又チップ上に占める面積も大きくなる欠点があ
った。
この改善のため少数ビット(例えば4ビツト」づつ区切
ってグループ別けしてそれぞれCLA加算加算器底構成
場合があるか、例えば4ビツトに1つグループ間の桁上
げがあり、上位グループの各ビットの桁上げ信号の生成
は下位グループの桁上げ信号の供給tうけて後に始まる
。
第1図は従来のCLA加算器のブロック図を示している
。第1図に示すCLA加算器は加数Aおよび被加数B共
4m桁μ下の2進加算器である。
以下数音構成するディジットの桁位置會数全示す記号の
+jフィックスで示す。例えば加数Aのn桁目のディジ
ットはAnt で示す。4m桁の計算故、前述のように
4ビツト毎にグループ別けしてm個のグループ會つくり
、それぞれCLA加算器1−1〜l−mで計算され、必
要な時には上位グループにグループ開拓上げ信号を供給
する。
各グループのCLA加n器’1cLA加算器l−1を例
にと9説明する。CLA加算器1−1は桁上げ発生関数
信号および桁上げ伝搬関数信号発生回路(以下G−P発
生回路と称す)10−1と、桁上げ信号発生回路20−
1と加算回路30−1とから構成されている。
加数の下4桁のとす)A3. A2. AIおよびAO
と被加数の下4桁のピッ)Ba、 B2. Blおよび
BOとがG−P発生回路10−1に供給され、4つの桁
上げ発生関数信号Gと、4つの桁上げ伝搬関数信号Pと
を発生し、それぞれ桁上げ信号発生回路20−1に供給
する。
G及びP信号の発生論理式は次式■による桁上げ信号発
生回路20−1はGおよびP信号と下位グループからの
グループ開拓上げ信号の供給に応答して桁上げ信号c2
発生し最上位の桁上げ信号は上位グループへ他は加算回
路30−1に供給するつ発生論理式は次式■による Cn+x = On m Pn +On・−−−−−■
加算回路30−1は、前述の桁上げ信号Cと、下位グル
ープからのグループ開拓上げ信号と、 G −P発生回
路10−1からのP@号との供給tうけてこの加算勿行
ない、各桁の加算結果Sn f出力する Sn =Cn−1−Pn このように桁上げ信号発生口Vl&2O−yLと加算回
路30−几とはCLA加算器1−1?除き他のCLA加
算器1−2〜1−mでは下位グループからのグループ開
拓上げ信号の供給金堂けて初めて動作可能となる。
第2図は演算時間全表わすタイムチャートである。tl
 はP信号G@号の生成に要する時間、t2は各ビット
の桁上げ信号生成に要する時間、taは加算に要する時
間全表わしている。ここにおいて前述のようにグループ
2以上の上位グループはその下位グループの桁上げ信号
生成が終了した後。
始まる事になシ、第2図における点線で示した時間が下
位グループの処理待ちの時間となり、全くの無駄な時間
となっておシ演算時間が長くなるという欠点がある。
本発明の目的は多数桁の加算7行うに当り、加数と被加
数全複数ビットから成る複数個のグループに分は各グル
ープ単位で下位からのグループ開拓上げ信号が有る場合
と無い場合の両方についてCLA加算器で計算しておき
、下位グループからのグループ開拓上げ信号によって前
記計算結果のどちらか全選択する事によシ高速な加算器
全提供することにある。
本発明の加算器は、複数桁の2進数の加算全行なう加算
器において、前記複数桁?少なくとも2桁以上からなる
複数1固のグループに分は各グループ毎に、 下位グループからの桁上げがない場合について予め計算
する第1の桁上げ先見加算手段と、前記下位グループか
らの桁上げがある場合について予め計算する第2の桁上
げ先見加算手段と、前記第1の桁上げ先見加算手段の計
算結果と前記第2の桁上げ先見加算手段の計算結果との
供給全うけ前記下位、グループから供給される桁上げ信
号がない場合には前記第1の桁上げ先見加算手段の計算
結果を当該グループの各桁の計算結果および上位グルー
プへの桁上げ信号として選択し前記桁上げ信号がある場
合には前記第2の桁上げ先見加算手段の計算結果を当該
グループの各桁の計算結果および上位グループへの桁上
げ信号として選択し出力する選択出力手段とt含んで構
成される。
次に本発明について図面を参照して詳細に説明する。
第3図は本発明の第1の実施例の4ビツトづつで区ぎっ
7’l:1つのグループ(n番目)のブロック図を示す
。第3図の加算器は、G−P発生回路100−n−1と
桁上げ信号及び加算回路200− n−1とからなる第
1のCLA加算器と、G−P発生回路100−n−2と
桁上げ信号及び加算回路200−n−2とからなる第2
のCLA加算器と、5個の選択回路400−11−0〜
400−n−4とから構成されている。
加数A4n−1〜A4n−4と被加数B4n−1〜B1
n−4とが供給されると%第1のCLA加算器はグルー
プ開拓上げ信号がない場合の加算ケ行ない%第2のCL
A加算器はグループ開拓上げ信号がある場合の加算を行
ない、それぞれ出刃葡選択回路400− n −Q〜4
00−n−4へ供給する。すなわち第1のCLA加算器
の桁上げ信号発生回路2 Q −n−1と加算回路30
− n−1とには予め論理“0′″の固定したグループ
開拓上げ信号が供給されておシ、第2のCLA加算器の
桁上げ信号発生回路20− n −2と加算回路30−
 n −2とには予め論理“l“の固定したグループ開
拓上げ信号が供給されている。
選択回路400−n−0〜400−n−4は第1のCL
A加算器と第2のCLA加算器とからそれぞれ同じ桁の
加算結果の4つのビットの論理値およびグループ開拓上
げ信号が供給される。選択回路400−n−0〜400
−n−4がいずれの入力値缶出力値として供給するかは
下位グループからのグループ開拓上げ信号Xnにより定
められる。すなわち供給されるグループ開拓上げ信号X
nの論理[直が“1“の場合(下位グループからのグル
ープ開拓上げ信号がある場合に相当する)には谷選択回
路は第2のCLA加算器から供給される入力値全選択し
、供給されるグループ開拓上げ信号Xnが論理値“0“
の場合(下位グループからのグループ開拓上げ信号がな
い場合に相当する)には各選択回路は第1のCLA加算
器から供給される入力値全選択し、出力として計算結果
のq!r桁の出力信号54n−1−84n−4および上
位グループへのグループ開拓上げ信号Xn−H2発生す
る。
第4図には、第3図で示したm個の各グループ金縦続接
続し多数桁(4m桁)會有する加算器全構成した例を示
している。各グループは4桁毎に分割された加数、被加
数全供給され、これに基づいてグループ開拓上げ信号あ
シの場合となしの場合の両方會予め計算しておき、下位
グループからのグループ開拓上げ信号(X2〜Xm)の
決定に応答して出力信号84111−1〜SOk選択す
る。
第5図に第4図の第1の実施例の演算時間のタイムチャ
ートi示す。前述のようにtl はP信号。
G信号の生成に要する時間、tzは各ビットの桁上げ信
号生成に要する時間、taは加算に要する時間髪表わす
。t4は下位グループから供給されるグループ開拓上げ
信号に1c答して選択回路が出力信号全選択する時間で
ある。
第5図よシ明かなように第4図の第1の実施例の全演算
時間Tは次式で表わされる。
’I”w tl+12+t3+(tn−1) t4一方
従来のCLA加n器では第2図より明がなように全演算
時間TOは次式で表わされる。
To=tx+mtz−4−ta ここでt4は2人力選択回路の伝達時間であt)桁上げ
信号生成に要する時間【2に比し関係する回路のゲート
数比較でも容易にわかるように数分の1である。
tz)t4 従って TO−T−ΔT=(m−1)(tz−t4)>。
上式かられかるように従来のCI、A加算器に比し第1
の実施例の演算時間はITだけ改碧され、しかも桁数が
増大するに従かいその効果は顕著となる。
第6図には本発明の第2の実施例のブロック図が示しで
ある。第2の実施例は、第1の実施例に比しG−P発生
回路が1個で構成で@、第1の実施例に比しハードウェ
アの削減に寄与できる。動作及びその他の効果について
は第1の実施例と同じ故説明を省略する。
本発明には予め下位グループからのグループ開拓上げ信
号ありの場合とない場合の双方の加算?しておき下位グ
ループからのグループ開拓上げ信号の決定に応答して出
力信号を選択決定することにより桁数の多い場合の加算
演算時間?格段に短縮できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の桁上げ先見加算器のブロック図、第2図
はその演算時間のタイムチャート、第3図は本発明の第
1の実施例會示すlグループのブロック図、第4図は第
3図の複数グループのときの接続図、第5図は第4図の
実施例の演算時間のタイムチャート、第6図は本発明の
第2の実施例を示すブロック図である。 1−1.1−m・・・・・・悄上げ先見加算器(CLA
加算器ン、2−1. 2−m、200−n−1,200
−n−2・・・・・・桁上げ信号及び加算回路、10−
1゜10−m、Zoo −1,100−n−1,100
−n−2・・・・・・桁上げ発生関数信号および桁上げ
伝搬関数信号発生回路(G−P発生回路)、20−1゜
20−m、2O−n−1,2O−n−2・−=桁上げ信
号発生回路、30−1. 30−m、3O−n−1,3
Q−n−2・・・−”加算回路、400−n−0〜40
0−n−4・・・・・・選択回路。 代理人 弁理士 内 原 2″ ′511、−7 1、 11 仁。 ’f、 l 12I S4訃r 5nx23(IT−3Jダl−ダ早づ 旧

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)複数桁の2進数の加算上行なう加算器において、
    前記複数桁を少なくとも2桁以上からなる複数個のグル
    ープに分は各グループ毎に。 下位グループからの桁上げがない場合について予め計算
    する第1の桁上げ先見加算手段と、前記下位グループか
    らの桁上げがある場合について予め計算する第2の桁上
    げ先見加算手段と。 前記第1の桁上げ先見加算手段の計算結果と前記第2の
    桁上げ先見加算手段の計算結果との供給上うけ前記下位
    グループから供給される桁上げ信号がない場合には前記
    第1の桁上げ先見加算手段の計算結果を当該グループの
    各桁の計算結果および上位グループへの桁上げ信号とし
    て選択し前記桁上げ信号がある場合には前記第2の桁上
    げ先見加算手段の計算結果金当該グループの各桁の計算
    結果および上位グループへの桁上げ信号として選択し出
    力する選択出力手段とt含むことt特徴とする加算器。
  2. (2) 各グループに設けられる第1の桁上げ先見加算
    手段と第2の桁上げ先見加算手段とは唯一共通の桁上げ
    発生関数信号および桁上げ伝搬関数信号発生手段を含む
    ことt特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載Q加算
    器。
JP17743183A 1983-09-26 1983-09-26 加算器 Pending JPS6069735A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61296427A (ja) * 1985-06-25 1986-12-27 Nec Corp 算術論理ユニツトとその駆動方法

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